Universidade Federal do Rio de Janeiro. Nome:Daniel Oliveira de Lima Paper: Real-Time Shaded NC milling Display Tim Vam Hook - SIGGRAPH 86

Transcrição

1 Universidade Federal do Rio de Janeiro Nome:Daniel Oliveira de Lima Paper: Real-Time Shaded NC milling Display Tim Vam Hook - SIGGRAPH 86

2 SIMULAÇÃO DE USINAGEM EM TEMPO REAL Motivação Problema Considerações Algoritmo Implementação Limitações Conclusões Trabalhos Futuros Referências

3 Motivação Como a geração de programas de máquinas estão cada vez mais automáticas e os tempos de preparação de usinagem devem ser reduzidos, em função da competitividade do mercado, os sistemas CAD/CAM utilizam ferramentas para a simulação de usinagem virtual cada vez mais sofisticadas, que visam reduzir custos de preparação, erros na geração de programas bem como o aumento da produtividade.

4 Introdução Um programa NC consiste de uma lista de posicionamentos (x,y,z), gerado por um sistema CAM em função do formato da ferramenta e da peça final, e esta trajetória e que dará o formato da peça final. Esta simulação a partir do programa NC se faz necessária para otimizar o processo de fabricação e verificar a forma do produto final.

5 Problema Com a integração dos sistemas CAD (computer aided design) com os sistemas CAM (computer aided manufacturing), gerando assim um sistema de manufatura integrada (CIM), e possibilitando que os projetos sejam cada vez mais arrojados em termos de design e tornando a sua fabricação cada vez mais difícil e mais complexa. A maioria dos sistemas CAM visualizam o caminho de ferramenta em forma de segmentos (Fig. 2) ou em outras formas de visualização (Fig.3-Fig4) para auxiliar o programador no processo. Porem estes recursos não representam o objeto sendo usinado, logo o programador deve verificar cuidadosamente o caminho gerado pelo sistema para que não ocorra colisão entre a ferramenta e a peça ou dispositivos de fixação. Devido também ao fato do processo se tornar cada vez mais automático, se faz necessário uma verificação maior no processo.

6 Desenho da Peça em 3D Figura 1

7 Simulação da trajetória Figura 2

8 Simulação em 4 vistas Figura 3

9 Simulação com Pintura Figura 4

10 Simulação com Remoção Figura 5

11 Considerações O Z Buffer é o método mais usado para representar um sólido. Na verdade o Z buffer é uma extensão do buffer do vídeo. O buffer de vídeo consiste de uma matriz de posição na memória, em que cada posição é chamada de pixel, contendo um posicionamento XY e uma cor. Em complemento a esta matriz, o Z buffer contem um valor de Z mais próximo ou visível do objeto para cada pixel. Isto é, cada elemento da superfície do objeto é convertido em um pixel com uma cor definida e um valor de profundidade.

12 Algoritmo Neste Trabalho será usado um tipo de estrutura chamada de extended Z buffer data structure. Onde cada pixel é um retângulo sólido contendo um Z near, um Z far, uma cor e um pointer. Mantendo a convenção de nomes pixel e voxel (Volume cell), este tipo de sólido retângular é chamado de dexel. Os dexels são organizados em uma estrutura que correspondem ao buffer do vídeo. Onde cada elemento da estrutura pode ter:

13 Algoritmo Nenhum dexel, com a cor do fundo e o valor do Z near igual ao valor de Z máximo (Z do fundo). Um dexel, com um NULL pointer. Mais de um dexel, tendo um pointer para outro dexel, como uma lista encadeada (Ver Fig.3)

14 Estrutura de Dados Figura 6- Dexel Structure

15 Estudo dos casos Figura 7

16 Código Figura 8

17 Implementação O código foi implementado em um Adage 3000 display usando um Adage GPS bit-slice processor, sendo estas funções incorporadas ao sistema SOLID No exemplo a ser mostrado a plataforma utilizada foi Windows e a linguagem usada foi o Visual Basic 6.0.

18 Limitações Você não pode visualizar a usinagem de um outro ponto de vista, sem antes re-processar. O objeto usinado só existe como uma imagem. Como o objeto usinado é uma imagem, não sendo possível verificar tolerâncias e propriedades de massa.

19 Conclusões Como o objetivo deste trabalho é criar um ambiente em que se possa verificar erros de processo ou posicionamento de ferramenta, antes do programa ser executado de uma maneira eficiente. As vantagens do uso deste método são: Não necessita grande Quantidade de memória. Gerenciamento de memória fácil. Tempo de execução veloz. Código de fácil implementação.

20 Trabalhos Futuros Criação de uma Extended Dexel Structure, permitindo saber qual o elemento que gerou o Dexel. Podendo ser: cor, novos atributos ou qual a linha do programa NC. A visualização pode ser melhorada usando estruturas tipo Voxel. Definição do formato da peça inicial. Visualização da trajetória em cores diferentes para cada ferramenta. Possibilidade de gera Cortes.

21 Referências Van Hook, Tim, Advanced Techniques for Solid Modeling, Computer Graphics World, vol 7 No 11, November Okino, Norio, et al., Extended Depth-Buffer Algorithms for Hidden Surface Visualization, IEEE Computer Graphics and Applications, Vol 4 No 5, may Doctor, Louis, and Torborg, John, Display Techniques for octree-encoded Objects, IEEE Computer Graphics and aplications, Vol 1 No 3, july 1981